论文部分内容阅读
近年来,多履带行走装置在工程上的应用越来越广泛。由于履带的长度较长、承重量较大,当地面不平整时,各组履带可能位于不同平面,采用球铰支撑可允许上部结构有相对转动,从而克服较大的地面不平度。所以支撑球铰是在多履带行走装置中起联接作用的关键部件,其工作的可靠性直接关系到生产的安全性和可靠性。所以本文在了解传统支撑球铰的设计方法的基础上,应用有限元分析方法,对支撑球铰的设计方法进行研究。本文的主要内容包括以下几个方面：1、通过查阅与多履带行走装置及支撑球铰相关的资料,了解多履带行走装置及其在工程实际中的应用,以及多履带行走装置上支撑球铰的作用、构成和研究现状。同时学习有限元法的相关知识,了解有限元法的基本思想和特点,通过对有限元分析软件ANSYS的学习,确定了利用有限元分析方法对支撑球铰进行数值分析的研究方向。2、当履带行走装置处于静止或直线行驶时,支撑球铰受到的力主要为上部结构的重量。但是当履带行走装置转弯时,支撑球铰会受到来自履带的侧向力,在设计计算时,需要考虑其影响,本文应用经验公式计算多履带行走装置的弯道行驶阻力。根据支撑球铰的作用,在设计时需要考虑到各种设计要求,工程实际中球铰设计方法参考滑动轴承的设计方法,但是又有一定的差异。3、从弹性接触问题入手,应用赫兹接触理论推导出接触应力和接触半径的计算公式。然后应用ANSYS参数化语言建立无球衬且内部为实心的支撑球铰有限元模型,进行ANSYS接触分析,并将计算结果与赫兹公式计算结果进行比较,验证有限元接触分析的准确性；接着对不同空心程度的球铰模型进行计算,研究空心程度对接触情况以及球铰强度、刚度的影响,通过分析比较来选择较好的结构形式。最后,建立考虑球衬时的球铰三维模型,分别对有无侧向力情况进行计算,分析侧向力对球铰的影响,并通过改变球衬的厚度,以研究球衬厚度变化对球铰计算结果的影响。4、本文最后应用ANSYS-Workbench对支撑球铰进行疲劳分析。使用ANSYS-Workbench建立球铰模型,设置接触对,定义材料特性,施加约束和载荷,设置求解参数,对其进行疲劳分析。计算完成后,分析支撑球铰疲劳计算结果,找出容易出现疲劳破坏的位置,为球铰设计优化提供一定的依据。综上所述,本文以多履带行走装置上的支撑球铰为研究对象,应用有限元分析技术,对支撑球铰进行了接触分析与疲劳分析,为支撑球铰的设计分析提供更多的参考,对指导支撑球铰的设计具有一定的现实意义和实用价值。